CN104049559A - 一种负载控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电路控制领域，公开了一种负载控制电路及装置。在本发明实施例中，通过整流滤波模块将市电去杂后转换为负载所需的直流电，然后通过升压模块将整流滤波模块输出的直流电进行升压，减少电能在电路中的损耗，通过DC-DC变换电路将升压后的电压转换为负载所需的电压，最后通过反馈调节模块根据负载的输入电压控制DC-DC变换电路对输出的电压进行调节使负载的输入电压维持稳定。本发明提供的负载控制电路设计简单，能够使负载稳定高效的工作，负载使用寿命长，节约成本。

Description

一种负载控制电路及装置

 

技术领域

本发明属于电路控制领域，尤其涉及一种负载控制电路及装置。

 

背景技术

随着电学领域的快速发展，各种依赖电的负载设备应运而生，极大的满足了人们的生产和生活需求。例如，家庭和办公场所的电灯，生产制造业中的电机等都是电学领域发展的产物，给人们的生活带来了极大的便利。

但是，现在大多数的负载控制电路设计复杂，元器件太多，造成较大的功率损耗，且控制电路的电压电流不稳定，容易造成负载损坏，增加成本。 

 

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种负载控制电路，旨在解决现有负载控制电路电路设计复杂，元器件较多，成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的，一种负载控制电路，与市交流电和负载连接，所述电源电路包括：

整流滤波模块，输入端与是交流电连接，用于滤除市交流电中的干扰信号并将所述市交流电转换为直流电输出；

升压模块，第一输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，用于将所述整流滤波模块输出的直流电进行升压处理；

DC-DC变换电路，输入端与所述升压模块的输出端连接，输出端与所述负载的输入端连接，用于将所述升压模块输出的电压转换为所述负载所需的电压；以及

反馈调节模块，输入端与所述负载的输入端连接，输出端与所述DC-DC变换电路的控制端连接，用于根据所述负载的输入电压控制所述DC-DC变换电路对输出的电压进行调节。

进一步地，所述负载控制电路还包括过压保护模块，所述过压保护模块的输入端与所述负载的输出端连接，所述过压保护模块的输出端与所述升压模块的第二输入端连接，用于当所述负载输出的电压大于预设电压阈值时控制所述升压模块中断输出。

进一步地，所述负载为串联或并联的LED灯珠。

进一步地，所述升压模块为升压型的功率因素校正电路。

进一步地，所述整流滤波电路包括第一电阻、第一电容以及第一桥式整流电路；

所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端共接后与市交流电的火线连接，所述第一电阻的第二端与所述桥式整流电路的第一输入端连接，所述第一电容的第二端与市交流电的零线以及所述桥式整流电路的第二输入端连接，所述第一桥式整流电路的低电压输出端接地，所述第一桥式整流电路的高电压输出端为所述整流滤波电路的输出端。

进一步地，所述整流滤波电路包括：

第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感以及第二桥式整流电路；

所述第二电容的第一端和第二端分别与市交流电的火线和零线连接，所述第二电容的第一端和第二端分别接所述第一电感的第一线圈的第一端和所述第一电感的第二线圈的第一端，所述第三电容连接在所述第一电感的第一线圈的第二端与地之间，所述第四电容连接在所述第一电感的第二线圈的第二端与地之间，所述第二桥式整流电路的第一输入端和第二输入端分别接所述第一电感的第一线圈的第二端和所述第一电感的第二线圈的第二端，所述第五电容连接在所述第二桥式整流电路的高电压输出端和低电压输出端之间，所述第二桥式整流电路的低电压输出端接地，所述第二桥式整流电路的高电压输出端为所述整流滤波电路的输出端。

进一步地，所述升压模块包括：

微处理器MCU、第一N型MOS管、第一二极管、第二二极管、第六电容、第七电容；

所述第七电容的第一端为所述升压模块的输入端，所述第一N型MOS管的漏极、栅极以及源极分别接所述第七电容的第二端、微处理器MCU以及地，所述第二二极管的阳极和阴极分别接所述第七电容的第二端和所述第六电容的正极，所述第六电容的负极接地，所述第一二极管的阳极和阴极分别接所述第七电容的第一端和所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阴极为所述升压模块的输出端。

进一步地，微处理器MCU为PFC控制器。

进一步地，所述DC-DC变换电路包括：

PWM控制器、第二N型MOS管、第三二极管、第二电感以及第八电容；

所述第三二极管的阴极为所述DC-DC变换电路的输入端，所述第二N型MOS管的漏极、栅极以及源极分别接所述第三二极管的阳极、所述PWM控制器以及地，所述PWM控制器的控制端与所述反馈调节模块的输出端连接，所述第二电感的第二端和第一端分别接所述第二N型MOS管的漏极和所述第八电容的第二端，所述第八电容的第一端接所述第三二极管的阴极，所述第八电容的第一端为所述DC-DC变换电路的输出端。

本发明的目的还在于提供了一种负载控制装置，所述装置上述所述的负载控制电路。

在本发明中，通过整流滤波模块将市电去杂后转换为负载所需的直流电，然后通过升压模块将整流滤波模块输出的直流电进行升压，减少电能在电路中的损耗，通过DC-DC变换电路将升压后的电压转换为负载所需的电压，最后通过反馈调节模块根据负载的输入电压控制DC-DC变换电路对输出的电压进行调节使负载的输入电压维持稳定。本发明提供的负载控制电路设计简单，能够使负载稳定高效的工作，负载使用寿命长，节约成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的负载控制电路的模块结构图；

图2是本发明另一实施例提供的负载控制电路的模块结构图；

图3是本发明第一实施例提供的负载控制电路的电路结构图；

图4是本发明第二实施例提供的负载控制电路的电路结构图；

图5是本发明第三实施例提供的负载控制电路的电路结构图。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明第一实施例提供的负载控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例提供的负载控制电路与市交流电AC和负载200连接，包括：

整流滤波模块101，输入端与是交流电连接，用于滤除市交流电中的干扰信号并将该市交流电转换为直流电输出；

升压模块102，第一输入端与整流滤波模块101的输出端连接，用于将整流滤波模块101输出的直流电进行升压处理；

DC-DC变换电路103，输入端与升压模块102的输出端连接，输出端与负载200的输入端连接，用于将升压模块102输出的电压转换为负载200所需的电压；以及

反馈调节模块104，输入端与负载200的输入端连接，输出端与DC-DC变换电路103的控制端连接，用于根据负载200的输入电压控制DC-DC变换电路103对输出的电压进行调节。

需要说明的是：为了提高驱动负载的驱动能力，采用升压模块102对整流滤波模块101输出的直流电进行升压，输出电压稳定的直流电；从而，减少大电流传输造成的功率损耗。

图2示出了本发明另一实施例提供的负载控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，本发明实施例提供的负载控制电路还包括过压保护模块105，过压保护模块105的输入端与负载200的输出端连接，过压保护模块105的输出端与升压模块102的第二输入端连接，用于当负载200输出的电压大于预设电压阈值时控制升压模块中断输出。

在本发明实施例，过压保护模块105可以实时保护负载200免受过压造成的损坏，本发明实施例中，由于支路分流会损失掉部分电能，造成电能损耗，所以本发明实施例中过压保护触发值根据的是负载的输出电压值。

作为本发明一实施例，负载200为串联或并联的LED灯珠，还可以是其他电子设备，包括但不限于是LED背光、电机等。

作为本发明一实施例，升压模块102为升压型的功率因素校正电路。

在本发明实施例中，为了减少整流滤波电路101输出的直流电在传输过程中的功率损耗，升压模块102为升压型的功率因素校正电路，升压型的功率因素校正电路将整流滤波电路101输出的直流电进行升压、滤波后，输出稳定的高电压、小电流直流电。

实施例一：

图 3示出了本发明第一实施例提供的负载控制电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明第一实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，整流滤波电路101包括第一电阻R1、第一电容C1以及第一桥式整流电路BD1；

第一电阻R1的第一端和第一电容C1的第一端共接后与市交流电的火线L连接，第一电阻R1的第二端与桥式整流电路BD1的第一输入端连接，第一电容C1的第二端与市交流电的零线N以及桥式整流电路BD1的第二输入端连接，第一桥式整流电路BD1的低电压输出端接地，第一桥式整流电路BD1的高电压输出端为整流滤波电路101的输出端。

实施例二：

图 4示出了本发明第二实施例提供的负载控制电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明第二实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，整流滤波电路101包括：

第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1以及第二桥式整流电路BD2；

第二电容C2的第一端和第二端分别与市交流电的火线L和零线N连接，第二电容C2的第一端和第二端分别接第一电感L1的第一线圈的第一端和第一电感L1的第二线圈的第一端，第三电容C3连接在第一电感L1的第一线圈的第二端与地之间，第四电容C4连接在第一电感L1的第二线圈的第二端与地之间，第二桥式整流电路BD2的第一输入端和第二输入端分别接第一电感L1的第一线圈的第二端和第一电感L1的第二线圈的第二端，第五电容C5连接在第二桥式整流电路BD2的高电压输出端和低电压输出端之间，第二桥式整流电路BD2的低电压输出端接地，第二桥式整流电路BD2的高电压输出端为整流滤波电路101的输出端。

在本发明第一实施例中和第二实施例中，整流滤波模块101用于将市交流电中的干扰信号滤除后转换为直流电，为负载提供更纯净稳定的直流电。

实施例三：

图 5示出了本发明第三实施例提供的负载控制电路的电路结构，本发明第三实施例是在本发明第二实施例的基础上实现的，为了便于说明，仅示出了与本发明第三实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，升压模块102包括：

微处理器MCU、第一N型MOS管Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、第六电容C6、第七电容C7；

第七电容C7的第一端为升压模块102的输入端，第一N型MOS管Q1的漏极、栅极以及源极分别接第七电容C7的第二端、微处理器MCU以及地，第二二极管D2的阳极和阴极分别接第七电容C7的第二端和第六电容C6的正极，第六电容C6的负极接地，第一二极管D1的阳极和阴极分别接第七电容C7的第一端和第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阴极为升压模块102的输出端。

优选的，本发明实施例中的微处理器MCU为PFC控制器。

作为本发明一实施例，DC-DC变换电路103包括：

PWM控制器、第二N型MOS管Q2、第三二极管D3、第二电感L2以及第八电容C8；

第三二极管D3的阴极为DC-DC变换电路103的输入端，第二N型MOS管Q2的漏极、栅极以及源极分别接第三二极管D3的阳极、PWM控制器以及地，该PWM控制器的控制端与反馈调节模块104的输出端连接，第二电感L2的第二端和第一端分别接第二N型MOS管Q2的漏极和第八电容C8的第二端，第八电容C8的第一端接第三二极管D3的阴极，第八电容C8的第一端为DC-DC变换电路103的输出端。

下面对本发明第三实施例提供的负载控制电路的电路工作原理进行说明，详述如下：

在本发明实施例中，微处理器MCU（PFC控制器）产生脉冲宽度调制PWM信号，需要说明的是， PWM信号的占空比根据升压电路102升压后需要输出的电压而设定；通过该PWM信号控制第一N型MOS管的导通/截止。

当第一N型MOS管导通时，整流滤波电路11输出的直流电经过第一N型MOS管Q1到地，当第一N型MOS管Q1突然截止时，第七电容C7产生反电动势经过第一二极管D1对第六电容C6充电，当第一N型MOS管Q1再次导通时，升压电路102输出的电压为：整流滤波电路101输出的直流电的电压加上第七电容C7的电压；从而，升压电路102达到升压、降流的目的，有效地减少了大电流直流电在控制电路中引起的功率损耗。

由于DC-DC变换电路103输出的直流电用于直接驱动负载200，所以需要根据负载需要的驱动电压及电流调整PWM控制器输出的PWM信号的占空比，从而，DC-DC变换电路103输出与负载匹配的驱动电压及电流。

在本发明实施例中，通过PWM控制器输出的PWM信号控制第二N型MOS管Q2导通/截止；当第二N型MOS管Q2导通时，升压模块102输出的直流电经过第八电容C8、第二电感L2分压，输出电压随着负载的电压变化而变化，输出电流根据负载200的电流而定。当第二N型MOS管Q2突然截止时，第二电感L2产生的反电动势经过第三二极管D3继续向负载200输出驱动电压；从而，PWM控制器输出的PWM信号控制第二N型MOS管反复导通/截止，通过PWM信号控制第二N型MOS管Q2的导通时间和截止时间，以满足负载组持续输出驱动电流目的，有效地提高了效率。

本发明实施例还提供了一种负载控制装置，包括上述负载控制电路。

在本发明实施例中，通过整流滤波模块将市电去杂后转换为负载所需的直流电，然后通过升压模块将整流滤波模块输出的直流电进行升压，减少电能在电路中的损耗，通过DC-DC变换电路将升压后的电压转换为负载所需的电压，最后通过反馈调节模块根据负载的输入电压控制DC-DC变换电路对输出的电压进行调节使负载的输入电压维持稳定。本发明提供的负载控制电路设计简单，能够使负载稳定高效的工作，负载使用寿命长，节约成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种负载控制电路，与市交流电和负载连接，其特征在于，所述电源电路包括：

整流滤波模块，输入端与是交流电连接，用于滤除市交流电中的干扰信号并将所述市交流电转换为直流电输出；

升压模块，第一输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，用于将所述整流滤波模块输出的直流电进行升压处理；

DC-DC变换电路，输入端与所述升压模块的输出端连接，输出端与所述负载的输入端连接，用于将所述升压模块输出的电压转换为所述负载所需的电压；以及

反馈调节模块，输入端与所述负载的输入端连接，输出端与所述DC-DC变换电路的控制端连接，用于根据所述负载的输入电压控制所述DC-DC变换电路对输出的电压进行调节。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述负载控制电路还包括过压保护模块，所述过压保护模块的输入端与所述负载的输出端连接，所述过压保护模块的输出端与所述升压模块的第二输入端连接，用于当所述负载输出的电压大于预设电压阈值时控制所述升压模块中断输出。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述负载为串联或并联的LED灯珠。

4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述升压模块为升压型的功率因素校正电路。

5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括第一电阻、第一电容以及第一桥式整流电路；

所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端共接后与市交流电的火线连接，所述第一电阻的第二端与所述桥式整流电路的第一输入端连接，所述第一电容的第二端与市交流电的零线以及所述桥式整流电路的第二输入端连接，所述第一桥式整流电路的低电压输出端接地，所述第一桥式整流电路的高电压输出端为所述整流滤波电路的输出端。

6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括：

第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感以及第二桥式整流电路；

所述第二电容的第一端和第二端分别与市交流电的火线和零线连接，所述第二电容的第一端和第二端分别接所述第一电感的第一线圈的第一端和所述第一电感的第二线圈的第一端，所述第三电容连接在所述第一电感的第一线圈的第二端与地之间，所述第四电容连接在所述第一电感的第二线圈的第二端与地之间，所述第二桥式整流电路的第一输入端和第二输入端分别接所述第一电感的第一线圈的第二端和所述第一电感的第二线圈的第二端，所述第五电容连接在所述第二桥式整流电路的高电压输出端和低电压输出端之间，所述第二桥式整流电路的低电压输出端接地，所述第二桥式整流电路的高电压输出端为所述整流滤波电路的输出端。

7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述升压模块包括：

微处理器MCU、第一N型MOS管、第一二极管、第二二极管、第六电容、第七电容；

所述第七电容的第一端为所述升压模块的输入端，所述第一N型MOS管的漏极、栅极以及源极分别接所述第七电容的第二端、微处理器MCU以及地，所述第二二极管的阳极和阴极分别接所述第七电容的第二端和所述第六电容的正极，所述第六电容的负极接地，所述第一二极管的阳极和阴极分别接所述第七电容的第一端和所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阴极为所述升压模块的输出端。

8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，微处理器MCU为PFC控制器。

9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述DC-DC变换电路包括：

PWM控制器、第二N型MOS管、第三二极管、第二电感以及第八电容；

所述第三二极管的阴极为所述DC-DC变换电路的输入端，所述第二N型MOS管的漏极、栅极以及源极分别接所述第三二极管的阳极、所述PWM控制器以及地，所述PWM控制器的控制端与所述反馈调节模块的输出端连接，所述第二电感的第二端和第一端分别接所述第二N型MOS管的漏极和所述第八电容的第二端，所述第八电容的第一端接所述第三二极管的阴极，所述第八电容的第一端为所述DC-DC变换电路的输出端。

10.一种负载控制装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1-9任一项所述的负载控制电路。